Ozmotikus erőművek. Az alternatív energiatermelés másik típusa

Ha alternatív energiáról kezdünk beszélni, akkor az emberek többsége napelemekkel vagy szélturbinákkal készül. Hátrányok vagy korlátozások a munkában ismertek. A geotermikus, árapály-erőművek összetettek, és felépítésük földrajzilag csak néhány helyre korlátozódik a bolygón. A biogáz üzemek csak meleg országokban működnek zökkenőmentesen. Lehetőség van MicroHPP-k (úszó vagy alacsony sebességű generátorok cölöpalapon) elhelyezésére a folyók partjai mentén, de ez az irány sem halad.

Úgy gondolom, hogy azok számára, akiket érdekel ez a téma, információk az ozmotikus erőművekről, amelyek századunkban A nanotechnológia, a polimer membránok nagyon komoly növekedéssé válhatnak a bolygó.

Szóval miről beszélünk? Először az elmélet. A fizikában az ozmózis hatása ismert:

Ez a jelenség akkor fordul elő, amikor két különböző sókoncentrációjú folyadék keveredni kezd egy féligáteresztő membránon. Azok. alacsonyabb sókoncentrációjú folyadék nagyobb koncentrációjú folyadékot hígít. A membrán egy irányban működik - gyakorlatilag csak a vízmolekulák engedik át és egy irányban. Így abban a tartályban, ahol sós víz volt, vizet vagy adnak hozzá, és oszlopa megemelkedik, vagy nyomás jön létre. És azóta a víz összenyomhatatlan, akkor ezt a túlnyomást fel lehet használni a turbina és a generátor forgatására.

Ennek a jelenségnek köszönhetően lehetséges a vízoszlop 240 m-rel történő emelése vagy akár 24 atmoszférás nyomás létrehozása (35 g / liter sótartalmú sós víz hígításakor)! Az ozmózis jelenségét maga a természet még hatékonyabban használja növényekben és fákban (a törzs mentén a nedvesség emelkedése).

1980 közepe óta. a membránok iránya az ozmotikus víztisztításhoz és sótalanításához aktívan fejlődik. Ettől az időponttól kezdve lehetővé vált ennek a hatásnak az elméleti, hanem a gyakorlati alkalmazása az áramtermelés szempontjából. Az első ozmotikus erőművet norvég tudósok valósították meg a Statkraft helyi energiacég támogatásával. Voltak használva valamire Loeb membránok módosított polietilénből, kerámia alapon. Hatalmas nyomásnak tudnak ellenállni. Mindez így néz ki:

Átalakítottak egy épületet Toftban, amely a tengerbe ömlő folyó partján található. A folyóból a víz gravitációs úton áramlik az épületbe. Ott megtisztítják és spirálmembrán növényekbe táplálják sós vízzel való keverés céljából, amelyet a tengertől pumpálnak, és a növénybe is táplálnak (második tárgylemez). A sós vízben elért nyomás miatt a turbina mozgásba kerül, és a generátor ezen keresztül forog. Telepítési ábra:

Roll típusú ozmotikus kamrák. Hasonló a szennyvíztisztító telepekben használtakhoz. Az ozmotikus üzemet vízellátó szivattyúk az erőmű által termelt villamos energiával működnek. Harmadik fél áramellátása csak az állomás beindításához szükséges. A vegyes folyó- és tengervizet a tengerbe engedik.

Az állomást Norvégia kormányának állami támogatásra költötték 20 millió dollárra. Az állomás mindössze 4 kW * h villamos energia előállításával indult. 2015-ös tervek a kapacitás 25 MW-ra való növelése volt. Akár működött, akár a projekt befagyott - nem találtam információt.

Egy forrás: http://www.chekltd.com/node/673

Az a tény, hogy egy ilyen technológia kereskedelmi használatának akkor van értelme, ha a membránok hatékonyak az értékeiknél 5 W / m2 a membrán területéről. Csak a Toft ozmotikus állomásán 1 W / m2 a membrán területéről.

De a fejlődés nem áll meg. A fizikában a szén nanocsövek ismertek. Az ezeken alapuló membránok nagyon hatékonyak. Az ilyen membránok akár a teljesítményt is növelik 4000 W / m2. Ez a hatékonyság meghaladja a termelő források mutatóit!

Az ultravékony grafénfóliák pedig a mutatót növelik 10 kW / m2 a membrán területéről, mivel csak a vízmolekulák mehetnek át egy irányba. Képzeljük el, hogy egy ozmotikus üzem, amelynek mérete 50 liter, állandó só- és édesvízellátással ellátott gázpalack, nyomást generálhat a turbina és a generátor 5-10 kW-os forgatására! Mindez az ilyen membránok előállításának költsége.

Ilyen devizaárfolyam mellett Rusnanónk átvenné az irányítást a rés felett. a grafénfilmeknél óriási előnyünk van:

A grafén nanocsövek 150-szer erősebbek, mint bármelyik acél. És Oroszország vált a legnagyobb termelővé - évi 50 tonna. Egyenesen meglepődöm, ha Chubais úr valóban tett valami hasznosat?

Mindezeket az információkat szem előtt tartva a torkolati ozmotikus erőművek a közeljövőben az alternatív energia vezetőivé válhatnak. Csendesek, nem bocsátanak ki káros szennyeződéseket a légkörbe és a vízbe. Célszerű a berendezéseket a vízszint alatt elhelyezni a folyóban és a tengerben - a felszínen nem lesznek ipari épületek és építmények.

Jelenleg az ilyen ozmotikus állomások a leghatékonyabban a sótalanító telepek közelében helyezkednek el. Mivel a sótalanító üzemeket elhagyó víz tízszer sósabb, mint a tengervíz.

És még egy ötlet, amely még mindig távoli jövő: ozmotikus erőművek az óceánokban a nagyvárosok közelében. Ismeretes, hogy a víz sótartalma nemcsak a benne lévő sók tartalmától, hanem a hőmérséklettől is függ. És az óceánok különböző mélységeiben más. Több száz méter mélységbe süllyesztett oszlopokkal ellátott úszó állomás, amelyből vízellátás biztosított számukra a tenger felszínén, környezetbarát villamos energiát képes előállítani a tengereken szinte bárhol és óceánok.

Mindez futurisztikus cikkekre és rajzokra emlékeztetett az Ifjúsági Technológia, a Szovjetunió fiatal technikusa folyóiratokból.

***

A fotók nyílt forrásokból készülnek, a Yandex-ből. Képek

Iratkozz fel a csatornához adja hozzá a böngésző könyvjelzőihez (Ctrl + D). Sok érdekes információ vár ránk.